OTIMIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA USANDO SIMULAÇÃO MATEMÁTICA E TESTES EXPERIMENTAIS
Ao longo da história, os sistemas de distribuição de água apresentam considerável desperdício no volume de água e perda de cargas hidráulicas. O consumo de eletricidade do grupo bomba representa uma proporção significativa do custo total do sistema de distribuição de água. O sistema de distribuição de água representa aproximadamente 2,5% da matriz elétrica do Brasil, e cerca de 95% de seus gastos referem-se a sistemas de bombeamento (conjunto de bombas). Este trabalho apresenta um estudo de bombas de frequência fixa com válvulas de fluxo, que podem ser utilizadas para iniciar, parar e regular o fluxo de água e bombas de frequência variável, utilizando inversor de frequência (VFD), para controlar o fluxo. Na primeira etapa, foi analisado o método de bombas de frequência fixa com estrangulamento da válvula de fluxo, onde o consumo de energia elétrica era registrado de acordo com o ajuste de uma determinada faixa de fluxo. Na segunda etapa, foram analisadas bombas de frequência variável, utilizando um inversor de frequência, onde era registrado o consumo de energia, mantendo a válvula de fluxo 100% aberta. Uma simulação matemática de um modelo dinâmico de distribuição de água, para as duas condições do grupo de bombas (fixa e variável), foi realizada para comparar os resultados do modelo matemático com o modelo experimental. O modelo permitiu simular o comportamento do sistema e ao mesmo tempo encontrar os caminhos possíveis para a sua otimização. Os resultados indicam que a partir da simulação dos modelos matemáticos é possível otimizar efetivamente o consumo de energia elétrica, no modelo experimental, utilizando um conjunto de bombas de frequência variável.
OTIMIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA USANDO SIMULAÇÃO MATEMÁTICA E TESTES EXPERIMENTAIS
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DOI: 10.22533/at.ed.5852228014
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Palavras-chave: Eficiência energética, sistema de distribuição de água, inversor de frequência, bomba centrífuga
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Keywords: Energy efficiency, Water distribution system, Frequency Inverter, Centrifugal pump.
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Abstract:
Throughout history, water distribution systems have shown considerable waste in the volume of water and loss of hydraulic loads. The electricity consumption of the pump group represents a significant proportion of the total cost of the water distribution system. The water distribution system represents approximately 2.5% of the electric matrix in Brazil, and about 95% of its expenses refer to pumping systems (group of pumps). This work presents a study of fixed frequency pumps with throttle valves that can be used to start, stop and regulate the flow rate and variable frequency pumps, using a frequency inverter (VFD) to control the flow rate. In the first stage, the method of fixed frequency pumps with throttling of the flow valve was analyzed, where the consumption of electrical energy was registered according to the adjustment of a certain flow range. In the second stage, variable frequency pumps were analyzed, using a frequency inverter, where energy consumption was recorded, keeping the flow valve 100% open. A mathematical simulation of a dynamic water distribution model, for the two conditions of the pump group (fixed and variable) was performed to compare the results of the mathematical model with the experimental model. The model allowed to simulate the behavior of the system and at the same time to find the possible ways for its optimization. The results indicate that from the simulation of the mathematical models it is possible to effectively optimize the consumption of electric energy, in the experimental model, using a group of pumps of variable frequency.
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Número de páginas: 18
- Eduardo G. da Silva
- Alexandre S. Caporali
- Cesar da Costa
